----通用的示波器已经演变成了大量功能丰富、专用的仪器 ---- 示波器曾经一度是个观察工具,它以时间函数的形式显示电压,提供电路工作状态的图像。近20年来,示波器不断演变,跟上了快速发展的科技的脚步。50多年前模拟示波器初次亮相,之后它很快成为工程师桌面上最基本的仪器之一。 ---- 1980年,数字示波器问世了,它将数字化器与微处理器的强大功能结合在一起,标志着从只能观察电路的仪器到具有更多测量能力的仪器的转变。这些测量功能起初只包括一些基本的文件操作,如用绘图机或打印机打印出屏幕图像。 混合信号应用 ----D/A和A/D转换器、8和16位微控制器以及嵌入式处理器通常含有现实世界的模拟输入,由一个传感器系统采集,其输出信号带有数字逻辑判断能力。设计工程师将时间分别用在软硬件的设计上,解决模拟和数字元器件间差别很大的时基问题。 ----2+16通道的混合信号示波器(MSO)将两个示波器通道和16个逻辑通道结合起来,来解决这个问题。示波器的时间/电压窗口与数字逻辑状态测绘仪的结合是对微型化技术可靠性不断增长的自然响应和产物,推动了工业的发展。 ----在设计中,模拟边和数字边的速度有极大的不同,这就要求工程师得捕获两次数据,先进行长时间的扫描,再寻找细节。因为数字存储器存储能力有限,示波器在长时间的扫描中就不得不降低采样率。 深存储应用 ----深存储示波器能保持采样率不降低,从而使慢的模拟控制信号和快的数字控制信号间的相互影响能够被捕获和分析。由于数字信号复杂性增加了,缩小微处理器的结构和提高毫微秒级的时钟速度也能使深存储器变得更有价值。 ----为满足设计者的需要,示波器不断添加新的触发方法。状态触发可将一个波形序列同步到一个时钟沿。 ----尖峰或脉冲宽度触发可以在正/负假脉冲上触发,I2C触发采用通信协议的开始和停止功能或实际数据/地址找到进行中的脉冲序列中所关注的区域。现在已可以在示波器上配置一个复杂的触发状态,用来自示波器的触发输出信号激活其它测试仪器或设备。 持久性 ----通过优化的图像和数据管理技术,数字示波器不断减少“无信号输出时间”(在序列捕获和显示周期之间的时间)的影响。一个例子就是Agilent的54622D MSO,它有高分辨率的显示器和高达2500万像素/秒的更新速度,使设计者很快看到信号的变化,或者捕获长时间的扫描数据,使信号的异常和扰动情况看得更清楚。 分析工具 ----在高性能、常用的调试中,高带宽和高采样率是很重要的,工程师的精力主要集中在调试自己的设计上而不是操作示波器上。因此,前面板控制、图形化用户接口、连接性和通道色彩编码的研究和设计在示波器的设计中是很重要的,能够实现高性能而不增加复杂性。 ---- 随着所探测的电路复杂性的增加,示波器的设计进入了一个新的阶段。除了观察电路工作情况,示波器很快成为辅助测试电路参数的有力工具,继而成为复杂的电路分析工具。快速傅里叶变换和其它复杂的数学函数是许多新的示波器设计的标准特性。 ----数据过滤并以直方图显示;满足ANSI和ITU标准的数据屏蔽;以及分析串扰、噪声、抖动及其它问题的工具,这些已不仅仅是吸引人的特点,他们还具有洞悉能力和可视的基准。 个性化设计和通信能力 ----示波器已经个性化了,它带有插入特性以满足不同用户的需要。标准特性配备有专用的模块,既可保证示波器通用的功能,还能提供,例如,带有光或电连接器的数字通信分析器,变送器特性的精确的眼图分析,或时域反射测量工具。 ----数字技术在过去的几年里,给示波器带来了性能上的极大飞跃,正如它对计算机技术的影响一样,因特网控制和通信能力使得可以在一台仪器上进行屏幕拍摄、测量和分析,而整个工作组的人都能共享这些数据。
图:计算机连接,声音驱动,深存储以及更快的采样率已经将过去简单的示波器变成了具有测试,测量和分析多种功能的仪器。
